Подтема. ТЕРМИТНАЯ СВАРКА
Краткая характеристика подтемы и рекомендации по ее изучению
Термитную сварку применяют: для оконцевания алюминиевых жил (сечением 50—240 мм2) проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 35 кВ наконечниками ЛАТ и жил (сечением 300—800 мм2) проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 10 кВ наконечниками ЛАС; для соединения и ответвления жил (суммарным сечением 240 мм2) сплавлением по торцам в общий монолитный стержень проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 1 кВ и соединения жил (сечением 16—800 мм2) встык проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 35 кВ. Допускается выполнять ответвление жил сечением 2,5—10 мм2 (суммарным сечением до 32 мм2) проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 1 кВ с помощью термитных патронов АТО.
При организации упражнений по термитной сварке необходимо соблюдать специальные меры предосторожности как во время выполнения самих работ, так и при хранении и транспортировке термитных патронов и спичек. Термитную сварку производят в специальной одежде, рукавицах, защитных очках и в помещении, оборудованном необходимыми противопожарными средствами. Особую опасность представляют термитные патроны, на которые во время неправильного хранения или сварки попала вода (при горении они могут взорваться). К тяжелым ожогам может привести неправильное обращение с термитными спичками, температура горения которых около 1000° С, остывающими осколками термитных патронов, особенно во время их горения, когда температура достигает более 2000° С.
Перечисленные и другие особенности оконцевания, 'соединения и ответвления алюминиевых жил термитной сваркой приводят к тому, что обычно учащиеся ограничивают свою деятельность выполнением упражнений по подготовке к термитной сварке, а сварку производит мастер в порядке демонстрации. Достаточно организовать упражнения по выполнению ответвлений жил сечением 2,5—10 мм2, сплавлению в общий монолитный стержень и по торцам. Этим упражнениям посвящены инструкционные карты.
Термитная сварка обеспечивает высокое качество электрического контакта. Ее осуществляют с помощью термитного патрона, который состоит из муфеля (термитной массы) и стальной цилиндрической формочки-кокиля. После сгорания термитной массы внутри кокиля устанавливается температура, позволяющая успешно производить сварку алюминия. Эта температура сохраняется в течение нужного времени.
При соединении и оконцевании концы жил вводят в кокиль термитного патрна. После их расплавления добавляют присадочный материал из алюминиевого прутка через литниковое отверстие или отверстие в верхней части муфеля (в зависимости от типа термитного патрона), что компенсирует усадку металла в кокиле после охлаждения.
Рис. 11. Приспособления для термитной сварки алюминиевых жил сечением 16—240 мм2:
1 — охладители, 2 — винт для стягивания колодок охладителей, 3 — соединительная планка, 4 — винт для крепления соединительной планки к штативу, 5 — штатив, 6 — выдвижная стойка к штативу, 7 — экран, 8 — сменная разрезная втулка
Сварку производят с использованием флюса, который растворяет тугоплавкую пленку окиси, покрывающую алюминий, и переводит ее в легкоплавкий шлак, всплывающий на поверхность сварочной ванны. Состав флюса и область его применения рассматривались при изучении подтемы «Электросварка жил проводов и кабелей». Там же было рассказано о способе его приготовления непосредственно перед работой.
При термитной сварке неизбежен перегрев жил, а следовательно, ухудшение свойств не только самой жилы, но и изоляции. Поэтому во время сварки применяют специальные охладители (теплоотводы), имеющие комплект разрезных сменных бронзовых втулок с внутренним сечением в виде круга или сектора. Заводы выпускают набор инструментов и принадлежностей для термитной сварки жил сечением 16— 240 мм2. Для термитной сварки применяют приспособления, показанные на рис. 11.
Инструкционная карта 39. Ответвление однопроволочных алюминиевых жил с применением термитных патронов ATO
1 — скрутка соединяемых жил, 2 — кокиль, 3 — термитный муфель, 4 — термитная спичка, 5 — держатель термитной спички, 6 — мешалка, 7 — экран из асбестового картона
Область применения: лучший способ для ответвления алюминиевых жил сечением 2,5—10 мм2 (суммарным сечением до 32 мм2) проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 1 кВ.
Учебные цели: изучить способ ответвления алюминиевых жил мелких сечений с помощью термитных патронов АТО; научиться выбирать термитные патроны в зависимости от числа свариваемых жил и их суммарного сечения и освоить другие подготовительные операции; научиться обрабатывать место сварки и проверять ее качество.
Требования. Ответвление должно быть без наружных раковин глубиной более 1/3 диаметра жилы, а боковая поверхность жил, прилегающих к ответвлению, не должна иметь следов подплавления и пережога. При вырывании из монолитной части соединения отдельных проволочек они должны разрываться вне соединения и иметь в месте разрыва сужение сечений, характерное для пластической деформации.
Инструменты и приспособления: проволочная мешалка из стальной проволоки диаметром 1,5—2 мм и длиной 400 мм, держатель для термитной спички (трубка с внутренним отверстием 3 мм и винтом для закрепления спички), отвертка с шириной лезвия 8 мм, щетка из кардоленты, волосяная кисточка, «конопатка» с полукруглым лезвием, защитные очки со стеклами ТИС-1 или синими, монтерский нож, комбинированные плоскогубцы, кусачки, клещи для снятия изоляции КСИ-1, МБ-1, универсальные клещи КУ-1.
Материалы: термитные спички, термитные патроны АТО, асбестовый шнур диаметром 2—4 мм, асбестовая ткань или картон толщиной 2—4 мм, флюс ВАМИ, стеклянная шкурка или наждачная бумага, присадочный пруток или алюминиевая проволока диаметром- 2 мм.
Эскизы и наименование операций | Инструктивные указания и пояснения |
| Определить расстояние на конце проводов для удаления изоляции |
Снятие изоляции |
|
| Зачистить оголенную жилу до металлического блеска с помощью стальной щетки из кардоленты, стеклянной шкурки или наждачной бумаги |
Зачистка жил |
|
| |
Скрутка жил | > |
Эскизы и наименование операций | Инструктивные указания и пояснения |
| Определить суммарное сечение свариваемых жил (/) по сечению каждой жилы Выбрать термитный патрон (//) в зависимости от суммарного сечения жил в скрутке, пользуясь таблицей, приведенной в конце карты |
Выбор термитного патрона | |
| Придать скрутке вертикальное или слегка наклонное положение Надеть термитный патрон так, чтобы концы проводов располагались заподлицо с верхним краем кокиля Если патрон сидит на проводах неплотно, несколько ослабить скрутку. Перед установкой надо убедиться, что внутренняя часть кокиля смазана мелом или покрыта кокильной краской |
Надевание термитного патрона | |
| Изоляцию свариваемых проводов, концы соседних (не свариваемых в данный момент) проводов, а также корпус коробки (особенно, если он из пластмассы или выложен изнутри сгораемым материалом) закрыть от действия высокой температуры (при сгорании и остывании патрона) экраном из асбестовой ткани или картона толщиной от 2 до 4 мм |
Установка экрана | |
| Надеть рукавицы, кожаные ботинки, головной убор, очки со стеклами ТИС-1 или синими Закрепить термитную спичку в держателе или зажать в плоскогубцах |
Поджигание термитного патрона |
Эскизы и наименование операций | Инструктивные указания и пояснения |
| Не трогать и не поправлять патрон во время горения. Не допускать попадания на него влаги |
Перемешивание плавки | |
| После полного затвердевания металла удалить пассатижами сгоревшую термитную массу |
Обработка места сварки |
Выбор термитных патронов АТО для сварки однопроволочных проводов
Число проводов в скрутке и их сечение, мм2 | Тип патрона | Число проводов в скрутке и их сечение, мм2 | Тип патрона |
2X2,5 | АТО-5 | (1Х6)+(2Х4) | АТО-16 |
3X2,5 | АТО-12 | 3X6 | АТО-20 |
2X6 | АТО-17 | (2Х10)+(1Х6). | АТО-32 |
Инструкционная карта 40. Соединение и ответвление многопроволочных алюминиевых жил термитной сваркой сплавлением в монолитный стержень
1 — термитный патрон, 2 — присадочный пруток, 3 — алюминиевый колпачок, 4 — кокиль, 5 — уплотнение из асбестового шнура, 6 — асбестовая прокладка, 7 — охладитель, 8 — сменная втулка, 9 — изолированные провода, 10 — соединительная коробка
Область применения: для соединения и ответвления алюминиевых жил суммарным сечением до 240 мм2 проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 1 кВ.
Учебные цели; изучить способ соединения и ответвления алюминиевых жил сплавлением по торцам в общий монолитный стержень на примере соединения жил проводов в коробке; научиться выбирать термитные патроны, охладители в зависимости от суммарного сечения жил и выполнять другие подготовительные операции; научиться обрабатывать место сварки и проверять его качество.
Требования. Ответвление или соединение должно быть без наружных раковин глубиной более 1/3 диаметра жилы, а боковая поверхность жил, прилегающих к ответвлению, не должна иметь следов подплавления и пережога. При вырывании из монолитной части соединения отдельных проволок они должны разрываться вне соединения и иметь в месте разрыва сужение сечений, характерных для пластической деформации.
Инструменты и приспособления: охладители с комплектом сменных втулок для жил сечением до 16—95 мм2, штатив с выдвижной стойкой и соединительной планкой, стальной экран, ножовка по металлу, проволочная мешалка, держатель для термитной спички, зубило с лезвием шириной 10 мм, отвертка с шириной лезвия 8 мм, щетка из кардоленты, волосяная кисточка, «конопатка» с полукруглым лезвием, защитные очки со стеклами ТИС-1 или синими, монтерский нож, слесарный молоток, комбинированные плоскогубцы, пассатижи, кусачки, плоский личной напильник.
Материалы: термитные патроны типа АТ, термитные спички, асбестовый шнур, асбестовая ткань или картон толщиной 2—4 мм, флюс ВАМИ, стеклянная шкурка или наждачная бумага, бензин, присадочный пруток из алюминиевой проволоки диаметром 2 мм, мягкая стальная оцинкованная проволока, липкая изоляционная лента, влагостойкий лак.
Эскизы и наименование упражнений Инструктивные указания и пояснения | |
| Снять изоляцию с концов жил на длине, мм: 60 — для суммарного сечения жил 50—70 мм2, 65 — для суммарного сечения жил 95—150 мм2, 70 — для суммарного сечения жил 185 мм2 и 75 — для суммарного сечения жил 240 мм2 Стянуть жилы в пучок пассатижами и наложить 2—3 витка мягкой стальной проволоки у обода изоляции, после чего пучку проводов придать круглую форму пассатижами |
Подготовка концов жил для надевания колпачка | |
| Покрыть концы жил тонким слоем флюса и надеть на них алюминиевый колпачок термитного патрона. Если суммарное сечение проводов окажется меньше, чем внутреннее отверстие колпачка, оставшиеся пустоты заполнить кусочками алюминиевой проволоки |
Надевание алюминиевого колпачка | |
Эскизы и наименование упражнений | Инструктивные указания и пояснения |
| Установить термитный патрон с таким расчетом, чтобы расстояние от нижнего края колпачка до нижнего края кокиля было не меньше 7 мм. |
Установка термитного патрона на колпачок | |
| Подобрать втулку охладителя по суммарному сечению свариваемых жил. Подмотать медную фольгу, если пучок жил неплотно охватывается сменной втулкой Снять временный бандаж перед надеванием охладителя. Установить асбестовую прокладку между термитным патроном и охладителем. Надеть и закрепить охладитель |
Установка охладителя | |
| Поджечь патрон со стороны этикетки или маркировки (работы производить в рукавицах, кожаных ботинках, очках со стеклами ТИС-1 или синими, в головном уборе). Во время сварки запрещается наклоняться над термитным патроном, трогать и поправлять его |
Поджигание термитного патрона | |
| Перемешать плавку после окончания горения термитной массы плавными круговыми движениями мешалки (тщательное перемешивание плавки обеспечивает высокое качество соединения). Добавлять, присадочный пруток, смазанный флюсом', ьдо полного4 заполнения кокиля |
Сплавление концов жил в монолитный стержень |
Эскизы и наименование упражнений | Инструктивные указания |
| Сколоть сгоревшую термитную массу легкими ударами молотка по специальному зубилу после окончательного застывания ванночки алюминия |
Удаление сгоревшей термитной массы и кокиля | |
| Зачистить место сварки и прилегающие к нему участки жил щеткой из кардоленты и промыть бензином для удаления остатков флюса и шлака |
Обработка и изолировка места сварки |
Инструкционная карта 41. Соединение алюминиевых жил термитной сваркой встык
1 — жилы кабеля, 2 — охладители, 3 — асбестовые экраны, 4, 8 — термитные патрон и спички, 5 — зажим крепления полихлорвиниловой трубки к жиле кабеля, 6 — полихлорвиниловая трубка, 7 — штатив
Область применения: лучший способ для соединения встык жил (сечением 16—800 мм2) проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 35 кВ.
Учебные цели: изучить способ соединения жил встык на примере термитной сварки жил кабеля с бумажной изоляцией; научиться выбирать термитные патроны, охладители в зависимости от сечения жил, выполнять подготовительные операции, обрабатывать место сварки и проверять его качество.
Требования. В соединении не должно быть наружных раковин глубиной более 1/3 диаметра жилы, а боковая поверхность жил, прилегающих к ответвлению, не должна иметь следов, прдплавления и пережога.
Инструменты и приспособления: охладители с комплектом сменных втулок для жил сечением 16—95 мм2, штатив с выдвижной стойкой и соединительной планкой, стальной экран, ножовка по металлу, проволочная мешалка, держатель для термитной спички, зубило с лезвием шириной 10 мм, отвертка с шириной лопатки 8 мм, щетка из кардоленты, волосяная кисточка, «конопатка» с полукруглым лезвием, защитные очки со стеклами ТИС-1 или синими, монтерский нож, слесарный молоток, комбинированные плоскогубцы, пассатижи, кусачки, плоский личной напильник.
Материалы: термитные патроны типа А, термитные спички, асбестовый шнур, асбестовая ткань или картон толщиной 2—4 мм, флюс ВАМИ, стеклянная шкурка или наждачная бумага, бензин, присадочный пруток из алюминиевой проволоки диаметром 2 мм, мягкая стальная оцинкованная проволока, липкая изоляционная лента, влагостойкий лак.
Эскизы и наименование операций | Инструктивные указания и пояснения |
Подготовка к сварке | |
| Определить сечение свариваемых жил кабеля |
Подбор и подготовка термитного патрона | |
Подготовка охладителей | Выбрать сменные разрезные втулки по сечению жил |
| Снять изоляцию на длине, мм: 50 — для жил сечением 16—25 мм2, 55 — сечением 35—50 мм2, 60 — сечением 70 мм2. Если изоляция бумажная, то на нее предварительно наложить бандаж из нитки Удалить с торцов жил заусенцы напильником |
Подготовка концов свариваемых жил кабеля | |
Эскизы и наименование операций | Инструктивные указания и пояснения | ||
| Надвинуть термитный патрон на жилу так, чтобы ее торец выходил слегка наружу (/) | ||
Надевание термитного патрона | |||
| Наложить охладители на оголенные участки жил, установленные на соединительную планку (/) | ||
Установка и закрепление охладителей | |||
| Установить экраны из асбестовых листов или ткани толщиной не менее 4 иц между охладителями и патроном. Экраны должны со всех сторон выступать за охладитель не менее чем на 10 мм и доходить до шарнира, соединяющего половинки охладителя | ||
Установка теплоизоляции | |||
Эскизы и наименование операций | Инструктивные указания и пояснения | ||
Сварка | |||
| Обеспечить необходимые требования, техники безопасности для термитной сварки | ||
Ввод присадочного прутка в литниковое отверстие и поджигание термитного патрона | |||
| После окончания горения легким нажатием руки ввести в литниковое отверстие мешалку из стальной проволоки. Мешалка должна дойти до дна кокиля (расплавление обычно наступает через 5—20 с после окончания горения) | ||
Добавка присадочного прутка | |||
| Произвести несколько плавных круговых движений мешалкой и вынуть ее. Перемешивание обеспечивает выход газов и шлаков, что необходимо для устранения раковин. (Нельзя трогать или поправлять остывающий патрон. Следует оберегать его от попадания влаги — может произойти взрыв) | ||
Перемешивание плавки | |||
| Удалить сгоревшую термитную массу, легко ударяя молотком по небольшому зубилу сразу же после затвердевания расплавленной ванночки алюминия в направлении от себя. Осколки собрать в заранее подготовленное место | ||
Скалывание сгоревшей термитной массы | |||
Эскизы и наименование операций | Инструктивные указания и пояснения | ||
| Удалить стальной кокиль, поочередно отогнув его углы. Одновременно удалить подбивку из асбестового шнура. При удалении кокиля следует избегать повреждений места соединения и приспособлений. Охладители снять после удаления кокиля, их нельзя использовать для упора | ||
Удаление стального кокиля | |||
| Откусить литниковую прибыль клещами ПК-1 со специальными губками или срезать ножовкой | ||
Удаление литниковой прибыли | |||
| Очистить от шлака и остатков флюса все соединение и прилегающие к нему участки жил щеткой из кардоленты Тщательно протереть тканью, смоченной в бензине, промыть бензином соединение и прилегающие участки жил (для удаления шлаков и опилок) | ||
Обработка места сварки | |||
Сварка остальных жил кабеля | Жилы кабеля сваривают поочередно. Начинают сварку с жилы, расположенной вверху разделки, а затем последовательно сваривают нижние жилы (при сварке жил сечением более 150 мм2 необходимо остудить охладители до температуры окружающей среды или пользоваться второй парой охладителей) | ||
